Co je koordinace izolace

Definice: Koordinace izolace se týká procesu stanovení úrovní izolace komponent elektrického systému. V podstatě jde o určení síly izolace zařízení. Vnitřní a vnější izolace elektrického zařízení je vystavena jak trvalému normálnímu napětí, tak dočasnému neobvyklému napětí.

Izolace zařízení je navržena tak, aby odolala nejvyššímu síťovému napětí s frekvencí síťového proudu, občasným dočasným přetlakům s frekvencí síťového proudu a občasným bleskovým přetlakům. Elektrickému zařízení je přiřazena nominální úroveň izolace, a jeho výkon lze ověřit prostřednictvím různých typů zkoušek. Požadavky na izolaci jsou určeny s ohledem na následující faktory:

Nejvyšší Síťové Napětí s Frekvencí Síťového Proudu

Sítě střídavého proudu mají různé nominální úrovně napětí s frekvencí síťového proudu, jako jsou 400V, 3,3 kV, 6,6 kV atd. Když je systém lehce zatížen, napětí s frekvencí síťového proudu na přijímací straně vedení roste. Elektrické zařízení je navrženo a testováno tak, aby odolalo nejvyššímu síťovému napětí (440V, 3,6 kV, 7,2 kV atd.) bez vnitřního nebo vnějšího selhání izolace.

Dočasné Přetlaky s Frekvencí Síťového Proudu

Dočasné přetlaky v elektrickém systému mohou být vyvolány odmítnutím zátěže, poruchami, rezonancí atd. Tyto přetlaky obvykle mají frekvenci okolo 50 Hz, s relativně nižšími vrcholy, pomalejším rychlým stoupáním a delší dobou trvání (od sekund až po minuty). Ochrana proti dočasným přetlakům s frekvencí síťového proudu je poskytována relé Inverzní Definitivní Minimální Čas (IDMT).

Relé IDMT je připojeno k sekundární části transformátoru potenciálu sběrnice a vypínačů. Relé a vypínače reagují v milisekundách, chráníc systém před dočasnými přetlaky.

Přechodné Přetlakové Vlny

Přechodné přetlakové vlny v elektrickém systému mohou být vyvolány jevy jako blesk, přepínací operace, znovuzapalování a cestující vlny. Tyto přetlakové vlny v elektrickém systému jsou charakterizovány vysokými vrcholy, rychlým stoupáním a dobou trvání trvající několik desítek až stovek mikrosekund, proto se nazývají přechodné jevy.

Tyto přetlaky mohou způsobit zapalovací napětí a propašování v ostrých hranách, mezi fázemi a zemí, nebo v nejslabších místech systému. Mohou také vést k rozbití plynové, kapalné nebo pevné izolace, stejně jako k selhání transformátorů a rotujících elektrických strojů.

Prostřednictvím správné koordinace izolace a použití ochranných přepínačů byly výrazně sníženy počty selhání způsobené blesky a přepínacími operacemi. Na elektrické síti jsou nainstalovány různé ochranné zařízení. Tyto zařízení jsou navrženy tak, aby zachytily blesky a snížily maximální rychlost stoupání přetlaků, které dosahují zařízení, a tím ho chránily před možnými poškozeními.

Odolnost Zařízení

Základní úroveň izolace (BIL) je referenční úroveň, reprezentovaná špičkovým napětím standardní vlny nepřesahující 1,2/50 μs. Aparáty a zařízení musí být schopny odolat zkouškovým vlnám s amplitudami vyššími než BIL.

Koordinace izolace zahrnuje volbu vhodné izolace pro zařízení podle jeho určení. Cílem je minimalizovat nežádoucí události v systému, které vznikají v důsledku napěťových stresů (způsobených přetlaky v systému). Selhání izolace se týká vztahu mezi selháním izolace různých komponent elektrického systému a izolace ochranných zařízení používaných k ochraně tohoto zařízení před přetlaky.

Pro bezpečné provozování zařízení musí být síla jeho izolace rovna nebo vyšší než základní standardní úroveň izolace. Ochranná zařízení pro stanicové podsíť by měla být vybrána tak, aby poskytovala efektivní izolační ochranu odpovídající těmto úrovním, a to co nejekonomičtěji.